科研进展

深圳先进院发表黑磷光学和光电子学性质及应用综述

  
  近日,中国科学院深圳先进技术研究院材料界面研究中心李佳副研究员与喻学锋研究员等在材料学领域的著名刊物Small Methods上合作发表了题为“Optical and Optoelectronic Properties of Black Phosphorus and Recent Photonic and Optoelectronic Applications”的综述文章(DOI: 10.1002/smtd.201900165),归纳总结了近几年黑磷在光子学、光电子学领域的材料特性探索与器件应用研究。
  二维黑磷是近年来脱颖而出并受到广泛关注的新型半导体材料。凭借优异的光子学及光电子学材料特性,黑磷在各类光子和光电器件应用中表现出优异潜力。首先,黑磷具有灵活可调的直接带隙,这为光电器件提供了从可见跨越至中红外的宽光谱高效光电响应。其次,从晶体管器件的迁移率和开关比这两个关键性能来考虑,黑磷填补了石墨烯和过渡金属二硫化物之间的空隙,为晶体管器件提供了理想的平衡性能。不仅如此,黑磷的面内各项异性对材料的电学、光学以及机械性能等具有极大影响,从而为深入探索新颖的光电基本原理以及实现光电器件新功能应用提供了一个优秀平台。因此,近年来针对黑磷光子学及光电子学特性的基础研究与应用开发,已成为相关学者研究的热点。

  本综述文章首先介绍了黑磷的研究历史及材料结构特征,以此为基础,对二维黑磷的光学基本特性包括光吸收、光致发光、光生电流、三次谐波、光生载流子动力学以及电光调制的研究进行了全面归纳和介绍,并讨论了二维黑磷面内各向异性带来的新颖光子学和光电子学特性及应用,对于黑磷相关的各类光子学和光电子学器件应用做了完整的概括。本文作者也基于他们对这一领域的理解,指出了未来二维黑磷光电应用的前景和挑战。

  论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smtd.201900165